DE102004022903A1

DE102004022903A1 - Flüssigkristalldisplay

Info

Publication number: DE102004022903A1
Application number: DE102004022903A
Authority: DE
Inventors: Kyeong Jin Goonpo Kim; Hoon Gumi Kang
Original assignee: LG Philips LCD Co Ltd
Current assignee: LG Display Co Ltd
Priority date: 2003-05-12
Filing date: 2004-05-10
Publication date: 2004-12-09
Anticipated expiration: 2024-05-11
Also published as: FR2854958B1; US20040246412A1; CN100397181C; FR2854958A1; JP2008077119A; US7015989B2; JP2004348126A; DE102004022903B4; JP4105655B2; DE102004022903A8; CN1550842A

Abstract

Ein erfindungsgemäßes LCD ist ein solches mit zwei Lichteinheiten, und es ist mit Folgendem versehen: DOLLAR A - einer Flüssigkristalltafel (330) mit einer Flüssigkristallschicht (333), die zwischen ein erstes Substrat (331) und ein zweites Substrat (332) eingefügt ist; DOLLAR A - in einer ersten und einer zweiten Polarisationsplatte (340, 350), die an entgegengesetzten Flächen der Flüssigkristalltafel angebracht sind; DOLLAR A - einer ersten Frontlichteinheit (310), die an der Vorderseite der Flüssigkristalltafel angebracht ist; DOLLAR A - einer zweiten Frontlichteinheit (320), die an der Rückseite der Flüssigkristalltafel angebracht ist; und DOLLAR A - einem Teilreflektor (360), der an der Vorderseite der ersten Frontlichteinheit angebracht ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Flüssigkristalldisplay (LCD).
Im Allgemeinen sind LCDs Flachtafeldisplays mit relativ geringer Größe, schlankem Profil und niedrigem Energieverbrauch. Demgemäß werden LCDs allgemein in mobilen Computern wie Notebookcomputern, Büroautomatisierungsmaschinen und Audio/Video-Geräten verwendet.
Ein LCD zeigt Bilder durch Manipulieren der Transmission von Licht durch ein Flüssigkristallmaterial durch Kontrollieren eines in diesem induzierten elektrischen Felds an. Ein LCD emittiert Licht nicht notwendigerweise selbst, sondern es kann eine externe Lichtquelle nutzen. Eine derartige Technik steht im Gegensatz zu anderen Anzeigevorrichtungen wie Elektrolumineszenz (EL)-Displays, Kathodenstrahlröhren (CRTs) und Lichtemissionsdioden (LEDs), die eigenes Licht emittieren.
Im Allgemeinen können LCDs in zwei verschiedene Kategorien eingeteilt werden: Transmissions- und Reflexions-LCDs. Ein Transmissions-LCD verfügt über eine Flüssigkristalltafel mit einer zwischen zwei Substraten eingefügten Flüssigkristallschicht. Außerdem ist eine Hintergrundbeleuchtungseinheit vorhanden, die Licht an die Flüssigkristalltafel liefert. Jedoch ist es wegen des Volumens des Gewichts der Hintergrundbeleuchtungseinheit schwierig, ein Transmissions-LCD mit schlankem Profil und geringem Gewicht herzustellen. Außerdem verbraucht die Hintergrundbeleuchtungseinheit viel elektrische Energie.
Demgegenüber sind Reflexions-LCDs nicht gesondert mit Lichtquellen versehen, sondern sie zeigen Bilder abhängig vom Umgebungslicht an. Da demgemäß Reflexions-LCDs keinerlei zusätzliche Lichtquellen benötigen, verbrauchen sie wenig elektrische Energie, und sie werden in weitem Umfang in Anzeigevorrichtungen von Mobilgeräten, wie elektronischen Notizbüchern und persönlichen digitalen Assistenten (PDAs), verwendet. Wenn jedoch das Umgebungslicht nicht ausreicht, d.h. bei Nacht, ist die Helligkeit von Reflexions-LCDs unzureichend, wodurch die angezeigte Information nicht gelesen werden kann. Um dieses Problem zu überwinden, wird ein Verfahren angewandt, gemäß dem Bilder bei dunkler Umgebung dadurch angezeigt werden, dass eine Frontlichteinheit in einem Reflexions-LCD installiert wird.
Die 1 ist eine perspektivische, schematische Darstellung zum Veranschaulichen eines Reflexions-LCD unter Verwendung einer Frontlichteinheit gemäß dem Stand der Technik, und die 2 ist eine zugehörige Schnittansicht. In den 1 und 2 verfügt ein aktives LCD 100 über eine reflektierende Flüssigkristalltafel 120 und eine Frontlichteinheit 110, die an der Flüssigkristalltafel 120 positioniert ist, um Licht an sie zu liefern. Die reflektierende Flüssigkristalltafel 120 ist mit einem ersten Substrat 121 und einem zweiten Substrat 122 versehen, wobei auf dem letzteren eine streuende, reflektierende Elektrode 123 ausgebildet ist. Diese Elektrode reflektiert Umgebungslicht, das von der Oberseite der reflektierenden Flüssigkristalltafel 120 geliefert wird, oder sie reflektiert einfallendes Licht, das von der Frontlichteinheit 110 emittiert wird.
Die Frontlichteinheit 110 verfügt über eine Lichtquelle 111, eine Lichtleiterplatte 112 und einen Reflexionsspiegel 113. Die Lichtleiterplatte 112 projiziert das von der Lichtquelle 111 erzeugte Licht auf eine Anzeigefläche der reflektierenden Flüssigkristalltafel 120. Der Reflexionsspiegel 113 reflektiert das von der Lichtquelle 111 erzeugte Licht zur Lichtleiterplatte 112.
Gemäß der 2 ist die Oberseite der Lichtleiterplatte 112 so ausgebildet, dass sie über prismatische Konfiguration verfügt, so dass das von der Lichtquelle 111 gelieferte Licht durch die Oberseite und die Unterseite der Lichtleiterplatte 112 reflektiert wird. Dann wird das an die Lichtleiterplatte 112 gelieferte Licht entlang einer Richtung rechtwinklig zur reflektierenden Flüssigkristalltafel 120 geliefert, die unter der Lichtleiterplatte 112 positioniert ist. Als Nächstes wird das vertikal zur reflektierenden Flüssigkristalltafel 120 gelieferte Licht durch die reflektierende Elektrode 123 der reflektierenden Flüssigkristalltafel 120 reflektiert, und es läuft nach oben über die Lichtleiterplatte 110, wodurch ein Bild angezeigt wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein LCD zu schaffen, das vielseitiger als die bisher im Stand der Technik bekannten LCDs verwendbar ist.
Diese Aufgabe ist durch das LCD gemäß dem beigefügten Anspruch 1 gelöst. Das erfindungsgemäße LCD verfügt über zwei Lichteinheiten, damit mittels einer einzigen Flüssigkristalltafel Bilder sowohl an der Vorder- als auch der Rückseite derselben angezeigt werden können.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von durch Figuren veranschaulichten Ausführungsformen näher beschrieben.
1 ist eine perspektivische, schematische Darstellung eines Reflexions-LCD unter Verwendung einer Frontlichteinheit gemäß dem Stand der Technik;
2 ist eine Schnittansicht des LCD der 1;
3 ist eine schematische Schnittansicht einer anderen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen LCD;
4 und 5 sind schematische Schnittansichten einer anderen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen LCD;
6 zeigt ein aufklappbares Mobilkommunikationsterminal im zusammengeklappten und im aufgeklappten Zustand;
7–10 sind schematische Schnittansichten einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen LCD mit einem Feinreflexions- und Streufilm;
11 ist eine schematische Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen LCD mit einem Hintergrundbeleuchtungseinheit;
12 ist eine schematische Schnittansicht einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen LCD, das in einem IPS-Mo dus betreibbar ist; und
13 ist eine schematische Schnittansicht einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen LCD, das in einem VA-Modus betreibbar ist.
Das in der 3 dargestellte LCD 300 einer Ausführungsform der Erfindung verfügt über eine Flüssigkristalltafel 330, eine erste Polarisationsplatte 340, eine zweite Polarisationsplatte 350, eine erste Frontlichteinheit 310, eine zweite Frontlichteinheit 320 und einen Teilreflektor 360. Die Flüssigkristalltafel 330 wird dadurch hergestellt, dass eine Flüssigkristallschicht 333 zwischen ein erstes Substrat 331 und ein zweites Substrat 332 eingefüllt wird. Außerdem werden die erste Polarisationsplatte 340 und die zweite Polarisationsplatte 350 an den beiden Oberflächen der Flüssigkristalltafel 330 befestigt. Weiterhin wird die erste Frontlichteinheit 310 z.B. an der Vorderseite der Flüssigkristalltafel 330 befestigt, und die zweite Frontlichteinheit 320 wird an der Rückseite derselben befestigt. Der Teilreflektor 360 wird an der Vorderseite der ersten Frontlichteinheit 310 befestigt.
In der 3 ist die beispielhafte Flüssigkristalltafel 330 eine solche vom Transmissionstyp, wobei das erste Substrat 331, wie ein Farbfiltersubstrat, und das zweite Substrat 332, wie ein Dünnschichttransistor-Substrat, unter Einhaltung eines vorbestimmten Abstands voneinander beabstandet sind. In der Flüssigkristalltafel 330 ist das zweite Substrat 332 ein transparentes Substrat mit einer Innenseite, auf der Gatebusleitungen und Datenbusleitungen in Matrixkonfiguration ausgebildet sind. Außerdem ist benachbart zu jeder Schnittstelle zwischen den Gatebusleitungen und den Datenbusleitungen ein Dünnschichttransistor (TFT) ausgebildet, der als Schaltbauteil wirkt. An einer durch die Gatebuslei tung und die Datenbusleitung definierten Position ist eine Pixelelektrode gebildet, die mit einer Drainelektrode des TFT in Kontakt steht. Das erste Substrat 331 ist so vorhanden, dass es dem zweiten Substrat 332 zugewandt ist, und es ist ein transparentes Substrat mit einer Innenseite, auf der eine Schwarzmatrix, eine Farbfilterschicht und eine gemeinsame Elektrode ausgebildet sind.
Demgemäß wird dann, wenn eine Spannung an eine Gatebusleitung und eine Datenbusleitung der Flüssigkristalltafel 330 angelegt wird, nur der TFT eingeschaltet, an den die Spannung gelegt wird. Demgemäß wird in der mit der Drainelektrode des TFT verbundenen Pixelelektrode eine Ladung gespeichert, um dadurch Winkel von Flüssigkristallmolekülen zu ändern, die zwischen die gemeinsame Elektrode und die Drainelektrode (d.h. die Pixelelektrode) gefüllt sind. Durch diesen Prozess kann das LCD dadurch Bilder auf der Flüssigkristalltafel 330 anzeigen, dass ein elektrisches Feld gesteuert wird, da im Flüssigkristallmaterial induziert wird, um Licht durchzulassen oder um zu verhindern, dass Licht das Flüssigkristallmaterial durchläuft. Zum Beispiel kann die Flüssigkristalltafel 330 im verdrillt-nematischen (TN) Modus betrieben werden.
In der 3 sind die beiden Seiten der Flüssigkristalltafel 330 ferner mit der ersten Polarisationsplatte 340 und der zweiten Polarisationsplatte 350 versehen. Diese beiden Polarisationsplatten 340 und 350 sind so an den beiden Flächen der Flüssigkristalltafel 330 befestigt, dass die optische Achse der ersten Polarisationsplatte 340 rechtwinklig zur optischen Achse der zweiten Polarisationsplatte 350 verläuft. Obwohl es nicht dargestellt ist, ist ferner auf den beiden Flächen der Flüssigkristalltafel 330 eine Kompensationsplatte ausgebildet.
Die erste und die zweite Polarisationsplatte 340 und 350 lassen nur Licht durch, das in einer Richtung schwingt, wodurch Umgebungslicht polarisiert wird. Die Kompensationsplatte (nicht dargestellt) ist vorhanden, um Phasenänderungen von Licht innerhalb der Flüssigkristallmoleküle zu kompensieren, um dadurch Betrachtungswinkelprobleme zu überwinden. Außerdem kann die Kompensationsplatte uniaxial oder biaxial sein.
In der 3 verfügt die erste Frontlichteinheit 310, die auf der Vorderseite der Flüssigkristalltafel 330 vorhanden ist, über eine Lichtquelle 311 und eine Lichtleiterplatte 312. Demgemäß wird lineares Licht, das von der Lichtquelle 311 der ersten Frontlichteinheit 310 projiziert wird, an die Lichtleiterplatte 312 geliefert, um eine Lichtquelle mit gleichmäßiger Fläche zu bilden. Außerdem wird, da die Oberseite der Lichtleiterplatte 312 mit Prismakonfiguration ausgebildet ist, das von der Lichtquelle 311 gelieferte Licht durch die Oberseite und die Unterseite im Inneren der Lichtleiterplatte 312 reflektiert, wodurch es diese durchläuft. Dann wird das an die Lichtleiterplatte 312 gelieferte Licht entlang der vertikalen Richtung zur Flüssigkristalltafel 330 geliefert. Außerdem ist die zweite Frontlichteinheit 320 an der entgegengesetzten Seite der Flüssigkristalltafel 330 vorhanden, und sie verfügt über eine zweite Lichtquelle 321 und eine zweite Lichtleiterplatte 322.
Der Teilreflektor 360 wird dazu verwendet, an der Vorderseite der Flüssigkristalltafel 330 als Spiegel zu wirken, wenn sich die zweite Frontlichteinheit 320 in einem AUS-Zustand befindet.
Der Teilreflektor 360 wird dadurch hergestellt, dass ein metallisches Material so aufgetragen wird, dass das Reflexionsvermögen zwischen ungefähr 50% und ungefähr 90% für von einer externen Lichtquelle geliefertes Licht betragen kann. Andernfalls wird der Teilreflektor 360 unter Verwendung eines die Helligkeit anhebenden Doppelfilms (DBEF = Dual Brightness Enhancement Film) hergestellt. Der Teilreflektor 360 wird so hergestellt, dass er ein Reflexionsvermögen aufweist, das abhängig von der angelegten Spannung variiert. Zum Beispiel enthält der Teilreflektor 360 eine cholesterische Flüssigkristallschicht und eine λ/4-Platte.
Bei der in den 4 und 5 dargestellten anderen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen LCD wird ein Bild auf der Rückseite desselben angezeigt, wenn eine erste Frontlichteinheit eingeschaltet ist. In der 5 wird ein Bild auf der Vorderseite des LCD angezeigt, wenn eine zweite Frontlichteinheit eingeschaltet wird.
Gemäß der 4 wird eine erste Frontlichteinheit 310 eingeschaltet, und die Flüssigkristalltafel 330 liegt im im Normalzustand weißen Modus vor, und wenn keine Spannung an sie angelegt wird, wird das von der ersten Frontlichteinheit 310 emittierte Licht durch die Rückseite der Flüssigkristalltafel 330 gestrahlt. Zum Beispiel wird das von der ersten Frontlichteinheit 330 emittierte Licht durch die erste Polarisationsplatte 340 gestrahlt, die auf einer Seite der Flüssigkristalltafel 330 vorhanden ist, und es wird in linear polarisiertes Licht gewandelt. Dann wird das durchgestrahlte Licht entlang einer Flüssigkristallmolekül-Anordnung um ungefähr 90° gedreht, und es läuft parallel zur optischen Achse der zweiten Polarisationsplatte 350, die auf der anderen Seite der Flüssigkristalltafel 330 vorhanden ist. Demgemäß wird das durch die Flüssigkristalltafel 330 hindurchgestrahlte Licht zur zweiten Polarisationsplatte 350 übertragen, damit an der Rückseite des LCD ein Bild angezeigt werden kann.
Wenn jedoch in der 4 eine Spannung an die Flüssigkristalltafel 330 angelegt wird, richten sich die Flüssigkristallmoleküle entlang der Richtung des induzierten elektrischen Felds aus. Demgemäß behält das Licht, das durch die erste Polarisationsplatte 340 entlang einer Richtung linear polarisiert wurde, seinen Polarisationszustand bei, und es wird an die zweite Polarisationsplatte 350 hindurchgestrahlt. Demgemäß wird das von der ersten Frontlichteinheit 310 emittierte Licht durch die zweite Polarisationsplatte 350 gesperrt, und es erreicht nicht die Rückseite des LCD.
Demgemäß kann die Menge des durch die Flüssigkristalltafel 330 gestrahlten Lichts dadurch eingestellt werden, dass das ihr zugeführte Licht selektiv kontrolliert wird. Demgemäß kann ein gewünschtes Bild auf der Rückseite des LCD dadurch angezeigt werden, dass die Spannung geliefert wird, die an die Flüssigkristalltafel 330 geliefert wird, wobei bestimmt wird, ob Spannung an die erste Frontlichteinheit 310 gelegt werden soll.
In der 5 befindet sich, wenn die zweite Frontlichteinheit 320 eingeschaltet wird, die Flüssigkristalltafel 330 im im Normalzustand weißen Modus, während dann, wenn keine Spannung an die Flüssigkristalltafel 330 angelegt wird, das von der zweiten Frontlichteinheit 320 emittierte Licht durch die Vorderseite der Flüssigkristalltafel 330 gestrahlt wird. Zum Beispiel wird das in der zweiten Frontlichteinheit 320 emittierte Licht durch die zweite Polarisationsplatte 350 gestrahlt, die auf einer Seite der Flüssigkristalltafel 330 vorhanden ist, und es wird in linear polarisiertes Licht gewandelt. Dann wird das hindurchgestrahlte Licht entlang einer Flüssigkristallmolekül-Anordnung um ungefähr 90° gedreht, und es läuft parallel zur optischen Achse der ersten Polarisationsplatte 340, die auf der anderen Seite der Flüssigkristalltafel 330 vorhanden ist. Demgemäß wird das durch die Flüssigkristalltafel 330 gestrahlte Licht zur ersten Polarisationsplatte 340 durchgelassen, so dass ein Bild auf der Vorderseite des LCD angezeigt werden kann.
Wenn jedoch, wie es in der 5 dargestellt ist, eine Spannung an die Flüssigkristalltafel 330 gelegt wird, richten sich die Flüssigkristallmoleküle entlang der Richtung des induzierten elektrischen Felds aus. Demgemäß behält das Licht, das durch die zweite Polarisationsplatte 350 in einer Richtung linear polarisiert wurde, seinen Polarisationszustand bei, und es wird an die erste Polarisationsplatte 340 geliefert. Demgemäß wird das von der zweiten Frontlichteinheit 320 emittierte Licht durch die erste Polarisationsplatte 340 gesperrt, und es erreicht die Vorderseite des LCD nicht.
Demgemäß kann die Menge des Lichts, das durch die Flüssigkristalltafel 330 gestrahlt wird, dadurch eingestellt werden, dass das der Flüssigkristalltafel 330 zugeführte Licht selektiv gesteuert wird. Demgemäß kann ein gewünschtes Bild dadurch auf der Vorderseite des LCD angezeigt werden, dass die Spannung gesteuert wird, die an die Flüssigkristalltafel 330 des LCD gelegt wird, wobei bestimmt wird, ob Spannung an die zweite Frontlichteinheit 320 zu legen ist.
Gemäß der Erfindung kann ein Bild selektiv auf der Vorder- oder der Rückseite der Flüssigkristalltafel 330 abhängig davon angezeigt werden, ob die erste Frontlichteinheit 310 oder die zweite Frontlichteinheit 320 des LCD eingeschaltet wird. Demgemäß kann ein LCD in verschiedenen Typen von Anzeigevorrichtungen verwendet werden.
Gemäß der 6 verwendet ein Mobilkommunikationsterminal 600 ein erfindungsgemäßes LCD 601. Demgemäß wird ein Bild auf der Vorder- und der Rückseite der Flüssigkristalltafel angezeigt, damit ein leichtes und schlankes Doppelanzeige-Mobilkommunikationsterminal 600 konfiguriert werden kann. Wie oben beschrieben, ist das erfindungsgemäße LCD unter Verwendung zweier Lichteinheiten ein Transmissions-LCD mit jeweils einer Frontlichteinheit auf den beiden Seiten, so dass unter Verwendung einer einzelnen Frontlichteinheit Bilder hoher Qualität auf der Vorder- und der Rückseite des LCD angezeigt werden können.
Der auf einer Seite des LCD vorhandene Teilreflektor kann als Spiegel wirken. Demgemäß kann ein Benutzer das Mobilkommunikationsterminal als Spiegel verwenden, wenn das LCD kein Bild anzeigt. Indessen kann das folgende Problem auftreten, wenn ein LCD unter Verwendung zweier Lichteinheiten beim oben beschriebenen Mobilkommunikationsterminal verwendet wird. Wenn ein Bild unter Verwendung eines Transmissions-LCD bei heller Umgebung angezeigt wird, die heller als das von der ersten Frontlichteinheit emittierte Licht ist, kann das auf der Rückseite des LCD angezeigte Bild nicht sehr gut erkannt werden. Um dieses Problem zu überwinden, kann ein LCD mit einem Feinreflexions- und Streufilm verwendet werden.
Gemäß der in den 7–10 dargestellten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen LCD 700 verfügt dieses über eine Flüssigkristalltafel 330, eine erste Polarisationsplatte 340, eine zweite Polarisationsplatte 350, eine erste Frontlichteinheit 310, eine zweite Frontlichteinheit 320, einen Feinreflexions- und Streufilm 710 und einen Teilreflektor 360. Das LCD wird so hergestellt, wie es für die vorige Ausführungsform beschrieben wurde. Jedoch wird dabei der Feinreflexions- und Streufilm 710 zwischen der ersten Polarisationsplatte 340 und der ersten Frontlichteinheit 310 angebracht.
Wenn aufgrund von Transmissionslicht, wie es durch von der ersten Frontlichteinheit 310 emittiertes Licht erzeugt wird, auf der Rückseite des LCD 700 angezeigt wird, reflektiert der Feinreflexions- und Streufilm 710 Umgebungslicht, das von der Rückseite des LCD 700 geliefert wird, zur Rückseite der Flüssigkristalltafel 330. Wenn jedoch ein Bild bei heller Umgebung auf der Rückseite des Transmissions-LCD 700 angezeigt wird und die Helligkeit des von der ersten Frontlichteinheit 310 emittierten Lichts relativ schwächer als die des hellen Umgebungslichts ist, kann das auf der Rückseite des LCD 700 angezeigte Bild nicht sehr gut erkannt werden. Demgemäß ist der Feinreflexions- und Streufilm 710 zwischen der ersten Polarisationsplatte 340 und der ersten Frontlichteinheit 310 vorhanden, um dieses Problem zu lösen. Wenn z.B. das Umgebungslicht relativ hell ist, reflektiert der Feinreflexions- und Streufilm 710 dasselbe zur Rückseite der Flüssigkristalltafel 330, damit die optische Effizienz verbessert wird. So kann die Helligkeit des auf der Rückseite der Flüssigkristalltafel 330 angezeigten Bilds verbessert werden.
Der Feinreflexions- und Streufilm 710 streut auch das Transmissionslicht. Demgemäß kann der Feinreflexions- und Streufilm 710 verhindern, dass ein Moiré-Effekt auftritt, bei dem aufgrund eines vorbestimmten Musters der Lichtleiterplatte 312 der ersten Frontlichteinheit 310 auf einem Schirm, auf dem das Bild angezeigt wird, gerade oder schlecht aufgelöste Interferenzmusterlinien erzeugt werden. Wie allgemein bekannt, entspricht der Moiré-Effekt Interferenzstreifen, wie sie erzeugt werden, wenn periodische Muster einander überlappen. Wenn zwei oder mehr Gitter mit ähnlicher Gitterkonstante miteinander überlappen und Licht auf die Gitter gestrahlt wird, werden gerade oder schlecht aufgelöste Linien mit größeren Perioden, die von den Perioden der Gitter verschieden sind, erzeugt. Das Material des Feinreflexions- und Streufilms 710 ist z.B. ein UB(Ultra Brightness)-Film.
Wenn in der 8 die erste Frontlichteinheit 310 eingeschaltet wird und sich die Flüssigkristalltafel 330 im im Normalzustand weißen Modus befindet, und wenn keine Spannung an die Flüssigkristalltafel 330 angelegt wird, wird das von der ersten Frontlichteinheit 310 emittierte Licht durch die Rückseite der Flüssigkristalltafel 330 gestrahlt. Zum Beispiel wird das von der ersten Frontlichteinheit 310 emittierte Licht durch die erste Polarisationsplatte 340 auf einer Seite der Flüssigkristalltafel 330 gestrahlt und in linear polarisiertes Licht gewandelt. Das hindurchgestrahlte Licht wird entlang einer Flüssigkristallmolekül-Anordnung um ungefähr 90° gedreht, und es läuft parallel zur optischen Achse der zweiten Polarisationsplatte 350, die auf der anderen Seite der Flüssigkristalltafel 330 vorhanden ist. Demgemäß wird das durch die Flüssigkristalltafel 330 gestrahlte Licht zur zweiten Polarisationsplatte 350 gestrahlt, damit ein Bild auf der Rückseite des LCD angezeigt werden kann. So ist dann, wenn der Benutzer in heller Umgebung ein auf der Rückseite der Flüssigkristalltafel 330 angezeigtes Bild betrachtet, die Erkennbarkeit hervorragend, und aufgrund des durch den Feinreflexions- und Streufilm 710 reflektierten externen Lichts kann ein deutliches Bild erzeugt werden.
Wenn in der 8 eine Spannung an die Flüssigkristalltafel 330 gelegt wird, richten sich die Flüssigkristallmoleküle entlang der Richtung des induzierten elektrischen Felds aus. Demgemäß behält Licht, das durch die erste Polarisationsplatte 340 entlang einer Richtung linear polarisiert wird, seinen Polarisationszustand bei, und es wird an die zweite Polarisationsplatte 350 geliefert. Demgemäß wird das von der ersten Frontlichteinheit 310 emittierte Licht durch die zweite Polarisationsplatte 350 gesperrt, und es erreicht die Rückseite des LCD nicht.
Gemäß der Erfindung kann die Menge des durch die Flüssigkristalltafel 330 gestrahlten Lichts dadurch eingestellt werden, dass das der Flüssigkristalltafel 330 zugeführt Licht selektiv kontrolliert wird. So kann ein gewünschtes Bild auf der Rückseite des LCD dadurch angezeigt werden, dass die an die Flüssigkristalltafel 330 des LCD angelegte Spannung kontrolliert wird und bestimmt wird, ob Spannung an die erste Frontlichteinheit 310 gelegt werden soll.
In den 7 und 8 verwendet das LCD den Feinreflexions-und Streufilm 710, um Probleme zu verhindern, gemäß denen ein angezeigtes Bild wegen Umgebungslicht, das von der Rückseite des LCD geliefert wird, wenn ein Bild auf dieser Rückseite des LCD angezeigt wird, schwierig zu erkennen oder zu unterscheiden ist. Jedoch kann es sein, wie es anhand der 5 beschrieben wurde und dort dargestellt ist, selbst dann, wenn ein Bild auf der Vorderseite des LCD angezeigt wird, dasselbe nicht gut erkennbar sein, wenn das Umgebungslicht heller als das von der zweiten Frontlichteinheit 320 emittierte Licht ist.
Um dieses Problem zu überwinden, wird ein LCD mit einem Feinreflexions- und Streufilm 710 zwischen der zweiten Polarisationsplatte 350 und der zweiten Frontlichteinheit 320 versehen. Die Funktion des Feinreflexions- und Streufilms 710 wird nun unter Bezugnahme auf die 7 und 8 beschrieben. Da nur die Anbringungsorte der Feinreflexions- und Streufilme 710 und 720 (in der 9 dargestellt) voneinander verschieden sind, wird die detaillierte Beschreibung des in der 9 dargestellten LCD weggelassen. Wie es in der 10 dargestellt ist, können die Feinreflexions- und Streufilme 710 und 720 an der Vorder- und der Rückseite des LCD angebracht werden.
Die in der 11 dargestellte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen LCD 1100 verfügt über eine Flüssigkristalltafel 330, eine erste Polarisationsplatte 340, eine zweite Polarisationsplatte 350, eine erste Frontlichteinheit 310, eine zweite Frontlichteinheit 320, einen ersten Streufilm 1110, einen zweiten Streufilm 1120 und einen Teilreflektor 360. Auch dieses LCD wird so hergestellt, wie es oben für die erste Ausführungsform beschrieben ist. Dabei wird der erste Streufilm 1110 zwischen der ersten Polarisationsplatte 340 und der ersten Frontlichteinheit 310 angebracht, und der zweite Streufilm 1120 wird zwischen der zweiten Polarisationsplatte 350 und der zweiten Frontlichteinheit 320 angebracht.
Da der erste Streufilm 1110 zwischen der ersten Polarisationsplatte 340 und der ersten Frontlichteinheit 310 vorhanden ist, wird verhindert, dass ein Moiré-Effekt auftritt, wodurch das an der Rückseite der Flüssigkristalltafel 330 angezeigte Bild klar wird. In ähnlicher Weise wird, da der zweite Streufilm 1110 zwischen der zweiten Polarisationsplatte 350 und der zweiten Frontlichteinheit 320 vorhanden ist, das Auftreten eines Moiré-Effekts verhindert, so dass das an der Vorderseite der Flüssigkristalltafel 330 angezeigte Bild klar wird. Gemäß der Erfindung verfügt das in der 11 dargestellte LCD 1110 über den ersten Streufilm 1110 und den zweiten Streufilm 1120, so dass die klare Darstellung der auf den beiden Seiten der Flüssigkristalltafel 330 angezeigten Bilder verbessert werden kann.
Gemäß den oben beschriebenen Ausführungsformen wird ein LCD mit Flüssigkristalltafel in einem TN-Modus betrieben. Jedoch kann die Flüssigkristalltafel auch in verschiedenen anderen Modi außer dem TN-Modus betrieben werden. Beispiele hierbei sind der IPS(In-Plane Switching)-Modus und der VA(Vertical Alignment)-Modus. Dazu veranschaulicht die Schnittansicht der 12 eine Ausführungsform eines LCD mit zwei Lichteinheiten und einer im IPS-Modus betreibbaren Flüssigkristalltafel, während die 13 Entsprechendes für eine in einem VA-Modus betreibbare Flüssigkristalltafel zeigt.
Gemäß der 12 verfügt ein in einem IPS-Modus betreibbares LCD 1200 über eine Flüssigkristalltafel 1210 für den IPS-Modus, eine erste Polarisationsplatte 340, eine zweite Polarisationsplatte 350, eine erste Frontlichteinheit 310, eine zweite Frontlichteinheit 320, einen ersten Feinreflexions- und Streufilm 710, einen zweiten Feinreflexions- und Streufilm 720 und einen Teilreflektor 360. Die im IPS-Modus arbeitende Flüssigkristalltafel 1210 manipuliert Flüssigkristallmoleküle durch Kontrollieren induzierter horizontaler elektrischer Felder. Die erste Polarisationsplatte 340 und die zweite Polarisationsplatte 350 werden and en beiden Flächen der im IPS-Modus arbeitenden Flüssigkristalltafel 1210 angebracht. Außerdem wird die erste Frontlichteinheit 310 an der Vorderseite der Flüssigkristalltafel 1210 angebracht, und die zweite Frontlichteinheit 320 wird an ihrer Rückseite angebracht. Der erste Feinreflexions- und Streufilm 710 wird zwischen der ersten Polarisationsplatte 340 und der ersten Frontlichteinheit 310 eingeschlossen, und der zweite Feinreflexions- und Streufilm 720 wird zwischen der zweiten Polarisationsplatte 350 und der zweiten Frontlichteinheit 320 eingeschlossen. Der Teilreflektor 360 wird an der ersten Frontlichteinheit 310 angebracht.
Beim LCD 1200 gemäß der 12 wird ein erstes Bild auf der Rückseite des LCD 1200 angezeigt, wenn die erste Frontlichteinheit 310 betrieben wird, während ein zweites Bild auf der Vorderseite desselben angezeigt wird, wenn die zweite Frontlichteinheit 320 betrieben wird. Da die Funktion der Komponenten des in der 12 dargestellten LCD 1200 ähnlich der bei den oben beschriebenen LCDs ist, wird hier der Kürze halber eine zugehörige detaillierte Beschreibung weggelassen.
Gemäß der 13 verfügt ein in einem VA-Modus betreibbares LCD 1300 über eine Flüssigkristalltafel 1310 für den VA-Modus, eine erste Polarisationsplatte 340, eine zweite Polarisationsplatte 350, eine erste Frontlichteinheit 310, eine zweite Frontlichteinheit 320, einen ersten Feinreflexions- und Streufilm 710, einen zweiten Feinreflexions- und Streufilm 720 und einen Teilreflektor 360. Die im VA-Modus arbeitende Flüssigkristalltafel 1310 manipuliert Flüssigkristallmoleküle durch Kontrollieren induzierter horizontaler elektrischer Felder. Die erste Polarisationsplatte 340 und die zweite Polarisationsplatte 350 werden an den beiden Flächen der im VA-Modus arbeitenden Flüssigkristalltafel 1310 angebracht. Außerdem wird die erste Frontlichteinheit 310 an der Vorderseite der Flüssigkristalltafel 1310 angebracht, und die zweite Frontlichteinheit 320 wird an ihrer Rückseite angebracht. Der erste Feinreflexions- und Streufilm 710 wird zwischen der ersten Polarisationsplatte 340 und der ersten Frontlichteinheit 310 eingeschlossen, und der zweite Feinreflexions- und Streufilm 720 wird zwischen der zweiten Polarisationsplatte 350 und der zweiten Frontlichteinheit 320 eingeschlossen. Der Teilreflektor 360 wird an der ersten Frontlichteinheit 310 angebracht.
Beim LCD 1300 gemäß der 13 wird ein erstes Bild auf der Rückseite des LCD 1300 angezeigt, wenn die erste Frontlichteinheit 310 betrieben wird, während ein zweites Bild auf der Vorderseite desselben angezeigt wird, wenn die zweite Frontlichteinheit 320 betrieben wird. Da die Funktion der Komponenten des in der 13 dargestellten LCD 1300 ähnlich der bei den oben beschriebenen LCDs ist, wird hier der Kürze halber eine zugehörige detaillierte Beschreibung weggelassen.

Claims

LCD mit: – einer Flüssigkristalltafel (330) mit einer Flüssigkristallschicht (333), die zwischen ein erstes Substrat (331) und ein zweites Substrat (332) eingefügt ist; – einer ersten und einer zweiten Polarisationsplatte (340, 350), die an entgegengesetzten Flächen der Flüssigkristalltafel angebracht sind; – einer ersten Frontlichteinheit (310), die an der Vorderseite der Flüssigkristalltafel angebracht ist; – einer zweiten Frontlichteinheit (320), die an der Rückseite der Flüssigkristalltafel angebracht ist; und – einem Teilreflektor (360), der an der Vorderseite der ersten Frontlichteinheit angebracht ist.
LCD nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkristalltafel (330) in einem Modus arbeitet, der aus einem TN(Twisted Nematic = verdrillt nematisch)-Modus, einem IPS(In-Plain Switching = Schalten in der Ebene)-Modus und einem VA(Vertical Alignment = Vertikalausrichtung)-Modus ausgewählt ist.
LCD nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die zweite Polarisationsplatte (340, 350) so auf den beiden Flächen der Flüssigkristalltafel (330) angeordnet sind, dass ihre optischen Achsen orthogonal zueinander verlaufen.
LCD nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Frontlichteinheit (310) so betrieben wird, dass sie dafür sorgt, dass ein erstes Bild auf der Rückseite der Flüssigkristalltafel (330) angezeigt wird, und die zweite Frontlichteinheit (320) so betrieben wird, dass sie dafür sorgt, dass ein zweites Bild auf der Vorderseite der Flüssigkristalltafel angezeigt wird.
LCD nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Teilreflektor (360) ein Spiegel hinsichtlich der Vorderseite der Flüssigkristalltafel (330) ist, wenn sich die zweite Polarisationsplatte (320) im AUS-Zustand befindet.
LCD nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Teilreflektor (360) so ausgebildet ist, dass er für von der Vorderseite der Flüssigkristalltafel (330) geliefertes Licht ein Reflexionsvermögen zwischen ungefähr 50% und ungefähr 90% aufweist.
LCD nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Teilreflektor (360) als DBEF (Dual Brightness Enhancement Film = die Helligkeit verbessernder Doppelfilm) ausgebildet ist.
LCD nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Teilreflektor (360) durch Auftragen metallischen Materials hergestellt ist.
LCD nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Teilreflektor (360) so ausgebildet ist, dass er ein Reflexionsvermögen aufweist, das abhängig von einer angelegten Spannung variiert.
LCD nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkristalltafel (330) so in einem TN-Modus betrieben wird, dass dann, wenn sich die erste Frontlichteinheit (310) im EIN-Zustand befindet, sich das auf der Rückseite der Flüssigkristalltafel angezeigte Bild in einem schwarzen Modus befindet, während es sich in einem weißen Modus befindet, wenn sich die erste Frontlichteinheit im AUS-Zustand befindet.
LCD nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkristalltafel (330) so in einem TN-Modus betrieben wird, dass dann, wenn sich die zweite Frontlichteinheit (320) im EIN-Zustand befindet, sich das auf der Vorderseite der Flüssigkristalltafel angezeigte Bild in einem schwarzen Modus befindet, während es sich in einem weißen Modus befindet, wenn sich die erste Frontlichteinheit im AUS-Zustand befindet.
LCD nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch – einen Feinreflexions- und Streufilm (710, 720), der an einer Position zwischen der ersten Polarisationsplatte (340) und der ersten Frontlichteinheit (310) und/oder einer Position zwischen der zweiten Polarisationsplatte (350) und der zweiten Frontlichteinheit (320) vorhanden ist.
LCD nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Feinreflexions- und Streufilm (710) zwischen der ersten Polarisationsplatte (340) und der ersten Frontlichteinheit (310) vorhanden ist und er von der Rückseite der Flüssigkristalltafel (330) geliefertes Umgebungslicht empfängt und dieses zur Rückseite der Flüssigkristalltafel reflektiert.
LCD nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Feinreflexions- und Streufilm (710) die Helligkeit des auf der Rückseite der Flüssigkristalltafel (330) angezeigten Bilds erhöht.
LCD nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Feinreflexions- und Streufilm (720) zwischen der zweiten Polarisationsplatte (350) und der zweiten Frontlichteinheit (320) vorhanden ist und er von der Vorderseite der Flüssigkristalltafel (330) geliefertes Umgebungslicht empfängt und dieses zur Vorderseite der Flüssigkristalltafel reflektiert.
LCD nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Feinreflexions- und Streufilm (720) die Helligkeit des auf der Vorderseite der Flüssigkristalltafel (330) angezeigten Bilds erhöht.
LCD nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Feinreflexions- und Streufilm (710) zwischen der ersten Polarisationsplatte (340) und der ersten Frontlichteinheit (310) vorhanden ist und er das Auftreten eines Moiré-Effekts verhindert, wenn aufgrund von von der ersten Frontlichteinheit emittiertem Licht ein Bild auf der Rückseite der Flüssigkristalltafel (330) angezeigt wird.
LCD nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Feinreflexions- und Streufilm (720) zwischen der zweiten Polarisationsplatte (350) und der zweiten Frontlichteinheit (320) vorhanden ist und er das Auftreten eines Moiré-Effekts verhindert, wenn aufgrund von von der zweiten Frontlichteinheit emittiertem Licht ein Bild auf der Vorderseite der Flüssigkristalltafel (330) angezeigt wird.
LCD nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch: – einen Streufilm, der an einer Position zwischen der ersten Polarisationsplatte (340) und der ersten Frontlichteinheit (310) und/oder einer Position zwischen der zweiten Polarisationsplatte (350) und der zweiten Frontlichteinheit (320) vorhanden ist.
LCD nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Streufilm zwischen der ersten Polarisationsplatte (340) und der ersten Frontlichteinheit (310) vorhanden ist und er das Auftreten eines Moiré-Effekts verhindert, wenn aufgrund von von der ersten Frontlichteinheit emittiertem Licht ein Bild auf der Rückseite der Flüssigkristalltafel (330) angezeigt wird.
LCD nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Streufilm zwischen der zweiten Polarisationsplatte (350) und der zweiten Frontlichteinheit (320) vorhanden ist und er das Auftreten eines Moiré-Effekts verhindert, wenn aufgrund von von der zweiten Frontlichteinheit emittiertem Licht ein Bild auf der Vorderseite der Flüssigkristalltafel (330) angezeigt wird.